基于PID参数模糊自适应的汽车EPS助力特性研究

在分析电动助力转向（EPS）系统结构及动力学特性基础上,构建了系统动力学模型和仿真模型.根据助力电机目标电流决策设计了助力特性曲线,同时采用自适应模糊PID控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制.通过对比仿真结果中目标电流响应速度、跟踪性等转向参数表明：该控制策略能够提高电动转向控制系统响应性、跟踪性能,使得汽车具有更好的转向性和操作稳定性.     

基于PID模糊控制的汽车电动助力转向系统助力特性研究

概述了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,在分析电动助力转向系统数学模型的基础上,构建了基于MATLAB/Simulink的电动助力转向系统仿真模型。采用PID模糊控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:与未加EPS系统的车辆相比,采取基于PID模糊控制的EPS系统使车辆具有良好的助力转向性能,验证了控制策略的有效性。     

电动助力转向系统助力控制策略研究

电动助力转向系统(EPS)是一种新型的转向系统。简化EPS系统结构,建立系统数学模型,选择PID控制作为系统的助力控制策略。在MATLAB/Simulink平台上建立基于PID控制的EPS系统助力控制仿真模型。仿真结果表明:转向盘转矩恒定时,随着车速增大,输出目标电流逐渐减小,则EPS系统提供的助力减小;车速恒定时,转向盘转矩越大,输出的目标电流越大,则EPS系统提供的助力也越大。从仿真结果可以看到采用的PID控制策略满足EPS系统对低速时转向轻便性,高速时操纵稳定性的要求。     

乘用车电动助力转向系统的补偿控制

运用系统动力学理论,建立了电动助力转向系统的状态空间方程.运用控制理论,分析了电动助力转向系统的补偿控制策略,并结合PID控制理论,在MATLAB/SIMULINK中建立了电动助力转向系统的仿真模型.对电动助力转向系统的补偿控制策略进行仿真研究.仿真结果表明,仿真模型的动态转向效果和回正能力得到了改善,解决了转向轻便性和路感的问题.     

抓草机电动助力转向系统的控制与仿真研究

为了改善农用抓草机的转向操纵灵活性、减轻驾驶员的劳动强度,设计了一种适合抓草机的电动助力转向控制策略。根据简化的抓草机电动助力转向物理模型,给出了抓草机电动助力转向系统的数学模型;设计了合适的助力特性曲线,采用PID和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:助力特性与所设计的助力特性基本一致,且随着车速提高,转向盘上的转矩也相应增加。设计的控制要求策略既提高了转向的轻便性,又保持了驾驶员的路感,可满足抓草机在转向操作稳定性要求。     

表面式永磁同步电机电动助力转向控制原理分析

设计的电动助力转向表面式永磁同步电机变频调速系统由永磁同步电机、逆变器、转子位置检测装置和控制单元构成。表面式永磁同步电机电动助力转向系统的控制包括扭矩控制和矢量控制。扭矩控制是表面式永磁同步电机电动助力转向系统控制目标,矢量控制是对表面式永磁同步电机定子电流矢量的控制。阐明了表面式永磁同步电机电动助力转向系统的控制过程,分析了表面式永磁同步电机电动助力转向控制系统的助力特性设置、坐标变换和脉宽调制技术。     

电动助力转向系统主动回正控制方法的研究

本文对电动助力转向系统的控制策略进行研究,针对主动回正控制提出了一种基于方向盘转角的闭环PID控制策略。并利用MATLAB/Simulink软件建立了电动助力转向系统动力学模型和整车模型,着重对系统回正控制模型进行搭建,通过对不同输入力矩运行EPS系统的回正控制仿真,验证加入回正控制后的汽车回正控制效果。     

客车循环球式EPS系统建模与助力特性控制策略

建立了客车用循环球式电动助力转向系统主要模块的数学模型,并基于MAtlab/simulink构建了系统仿真模型.提出了"转矩传感器输出信号的比例-微分 助力电动机角速度反馈"的助力特性控制策略,可以按需改变EPS系统的阻尼,减小车辆行驶过程中转向轮摆振,兼顾转向的轻便性与稳定性;电动机的电流环采用自适应模糊PID控制策略.仿真结果表明:助力特性算法十分有效,能显著提高汽车转向系统的动态性能.     

新型电动轮转向系统控制策略及性能分析

在现有电动轮汽车的基础上,提出了一种实现主动转向和助力转向功能的方案。介绍了新型电动轮转向系统的结构和基本工作原理,并建立了新型电动轮转向系统与整车机电耦合的动力学模型。提出了主动转向与助力转向的控制策略,并进行了不同车速工况下新型电动轮转向系统的性能分析。仿真结果表明,所提出的实现主动转向和助力转向功能的系统结构方案是可行的,所设计的主动转向与助力转向的控制策略是有效的。     

电动助力转向系统全工况建模及试验验证

为克服以往车辆电动助力转向(EPS)模型的不足,结合简化的原地转向轮胎模型和基于Doguff轮胎模型的七自由度整车模型,建立了转向系统转向及回正时的力学模型。为得到车辆的转向力矩和回正性能特性,对无助力转向全工况(原地及行驶条件下)转向操纵转矩和回正的转向盘残留转角进行仿真,试验结果表明所设计的模型可以准确描述转向操纵转矩和回正特性。进而设计了基于滑模变结构电动助力转向控制策略进行助力和回正控制,仿真和实车验证结果表明,基于该模型设计的控制策略可以有效降低驾驶员的操纵转矩和提高车辆的回正性能。     

锂电池组新型分层均衡控制策略

串联的单体电池在工作过程中会表现出不一致性,单体电池的不一致性会影响电池的使用性能和寿命,根据这个问题,设计提出了一种新型均衡控制策略。该控制策略把电池组分为2层,分别为底层和顶层,底层和顶层使用不同的控制策略,且底层和顶层控制策略是相互独立的。底层为多电平桥臂电路和单体电池并联的方式,顶层是以电感作为能量转移载体的均衡方式。最后用MATLAB搭建仿环境,用仿真验证新型控制策略的有效性。     

无人驾驶高速AWID-AWIS车辆运动控制研究

无人驾驶AWID-AWIS车辆是一种全部车轮均可独立驱动/制动、独立转向的先进车辆,对其运动控制这一基础问题进行了研究.首先建立一种适于无人驾驶AWID-AWIS车辆的分层式运动控制体系结构,其上层为运动控制器,中层为控制分配器,底层为独立车轮伺服控制器;然后使用扩张状态观测器(ESO)和自抗扰控制(ADRC)方法设计车辆运动学/动力学集成式运动控制器;最后开展多种工况下的运动控制仿真,证明了控制方法的有效性,指出运动控制目标不能被简单地确定.     

无人驾驶模式下电液复合转向系统高鲁棒性控制策略

针对重型车辆电液复合转向系统（Electro hydraulic hybrid steering system,EHHS）无人驾驶模式下的转向跟踪控制问题,首先建立了考虑EHHS系统参数不确定性及外界干扰影响的转向系统完整非线性动力学模型;然后提出了一种自适应双闭环转向跟踪控制策略,外控制环设计参数自适应率,以有效适应模型参数摄动,采用改进滑模控制计算期望转向力矩,内控制环则利用PI控制转向电机电流,实现对期望转向力矩跟踪;最后利用Matlab/Simulink对EHHS系统模型以及提出的控制策略进行仿真验证。结果表明,提出的自适应控制可有效缩短EHHS系统转角跟踪阶跃响应反应时间,降低转向轮角度跟踪误差,并保证转角跟踪精度不受系统参数摄动的影响,有效提高了EHHS系统无人驾驶模式下的转向跟踪控制性能。     

拖拉机机组无人作业协同控制系统设计与试验

为提高拖拉机作业机组无人作业的智能化水平,实现机组横向运动、纵向运动和机具提升作业的协同控制,设计了无人作业协同控制系统。以播种作业机组为研究对象,将拖拉机机组无人作业协同控制系统划分为规划层、决策层和执行层。规划层结合播种农艺要求和机组运动学特性,采用经/纬度坐标规划作业路径,为了同时满足直线作业区域与转向曲线区域的路径跟踪,提出自适应预瞄路径跟踪控制算法。决策层制定了拖拉机机组无人作业联合控制策略,实现拖拉机-播种机联合作业精准控制。执行层对拖拉机转向机构、机具提升机构、油门踏板、制动器、离合器等机构进行硬件线控设计。在此基础上,分别开展无人播种作业仿真与田间试验,仿真结果验证了拖拉机播种机组无人作业协同控制系统的可行性。田间试验表明：拖拉机转向器、油门踏板、离合器、制动器、机具提升机构严格根据规划层与决策层制定的控制指令协同动作。试验过程车轮转向平均误差0.45°,直线段横向误差均值为0.035 m,转向段横向误差最大值为0.11 m;机具提升响应时间为1.2 s、机具提升转角超调量小于1.5°;油门踏板、制动器、离合器均根据决策指令完成操纵动作。无人作业协同控制系统满足拖拉机机...     

基于微分几何的E-ECHPS车辆转向稳定性控制

为了提高装备电控液压助力转向系统(E-ECHPS)的车辆高速紧急转向稳定性,提出了基于微分几何的线性参考模型反馈跟踪控制策略;建立了包括整车动力学模型、轮胎模型、转向系统模型和ESC模型的非线性动力学模型,通过整车试验和台架试验验证了模型的正确性;推导了系统的仿射非线性状态方程,考虑到轮胎、液压系统和ESC的非线性,运用微分几何理论对系统进行精确线性化得到输入输出伪线性系统;建立了包含转向系统的线性参考模型,为了实现对线性参考模型理想状态的跟踪,构造了反馈跟踪控制器;以方向盘转矩为输入进行了有控制和无控制下的阶跃转向仿真和单移线仿真,结果表明:施加反馈跟踪控制可以显著提高车辆在高速紧急转向工况下的操纵稳定性,为E-ECHPS系统的控制策略设计提供了理论依据。     

油电混合果园自动导航车控制器硬件在环仿真平台设计与应用

果园由于面积范围广、地形复杂、壕沟多、杂草丛生、土壤湿度较高且土质较为疏松,对自动导航小车（AGV）的机械结构、控制系统,以及能源动力系统的设计都提出了更高的标准和要求。混合动力AGV小车可以满足果园中长距离移动的需求。为探索合适的混合动力AGV控制系统算法以及能量管理策略,同时减少设计过程中由于果园地形复杂导致的控制器设计验证迭代、需求多样化问题带来的人力、物力,以及时间成本,本研究针对果园面积广的特点,选择串联式油电混合动力系统进行AGV动力能源系统模型的搭建。另外,针对果园AGV需要适应地形范围广的特点,采用履带车模型结构,利用硬件在环仿真技术,以树莓派作为控制系统搭载控制算法实物,利用Matlab和RecurDyn软件建立包含能源动力系统、电机驱动系统、履带车行驶部分模型以及路面模型的系统实时仿真模型,最终实现了串联式混合动力AGV控制器硬件在环仿真功能。基于串级比例积分微分（PID）以及模糊控制器控制算法的仿真验证表明,模糊控制器控制算法能够减少参数调节带来的时间成本,在转向角度小时响应速度加快了50%,在转向角度大时串级PID控制器产生了10%的超调,而模糊控制器无超调,转向更加平稳。结果表明硬件在环仿真平台能够有效地应用于果园AGV控制器的开发,避免了控制实物试验,在降低成本的同时可以加快果园自动导航小车的开发过程。     

阿克曼转向农业机器人的多级模糊控制避障

针对大田作业农业机器人避障问题,引入多级模糊控制策略,通过三角信息融合法处理超声波阵列信息,并采用齐次坐标变换获取全局坐标系下的障碍物信息,将其分别作为主、子模糊控制器的输入。主模糊控制器实时调整子模糊控制器的量化因子和比例因子,子模糊控制器通过模糊推理获得农业机器人的几何中心速度和等效前轮转向角,并依据阿克曼转向原理协调分配四轮驱动速度和转向角度。仿真实验表明:该控制方法能够使农业机器人规划的从起始状态到目标状态的无碰撞路径更加平滑,同时使农业机器人避障所需步数减少13%左右。     

三轴车辆全轮转向操纵稳定性仿真分析

建立并分析了某三轴车辆全轮转向二自由度模型及其运动微分方程,分析了整车在质心零侧偏角比例控制策略下的转向中心位置以及2、3轴转角比例系数与车速的关系,分析了整车的稳态横摆角速度增益。建立了三轴车动力学仿真模型,结合控制策略对比仿真了2WS车和6WS车在不同车速下的瞬态响应。分析结果表明,采用质心零侧偏角比例控制策略有利于提高三轴车低速转向时的机动性和高速转向时的操纵稳定性。